220 ka 以来西菲律宾海黏土矿物输入变化及其控制因素

蒋富清，周晓静，李传顺

1. 中国科学院海洋研究所，中国科学院海洋地质与环境重点实验室， 青岛 266071

2. 中国科学院海洋大科学研究中心，青岛 266071

3. 中国科学院大学，北京 100049

4. 崂山实验室海洋地质过程与环境功能实验室，青岛 266237

5. 大连海洋大学海洋科技与环境学院，大连 116023

6. 自然资源部第一海洋研究所，青岛 266061

西菲律宾海是西北太平洋最大的边缘海盆，地处亚洲大陆东南侧琉球群岛和吕宋岛以东，马里亚纳群岛以西的海域，四周被岛弧和海沟包围，平均水深超过5 000 m（图1）。这里是第四纪以来亚洲大陆风尘物质和火山岛弧物质的汇集盆地[1-2]，蕴含着亚洲大陆和火山岛弧物质输入的历史和古气候演变的信息[3-5]。位于西菲律宾海盆西部和吕宋岛东侧的本哈姆隆起水深在3 000 m 左右，沉积物的厚度超过100 m[6]。连续的新生代地层及其丰富的钙质生物化石记录了本区沉积历史和古气候演化信息[5-7]，为开展轨道尺度古气候演化提供了依据[3,5,8]。碎屑组分的Sr、Nd 同位素研究表明，本哈姆隆起上的碎屑沉积物主要来源于亚洲大陆风尘和火山岛弧物质，其中的细粒组分主要来源于亚洲大陆风尘[2,5]。碎屑组分中的细粒风尘组分记录了源区—亚洲大陆的古气候变化[5,9]。

图1 Ph05-5 孔位置Fig.1 Location of Core Ph05-5

在深海沉积物中，以黏土矿物为代表的细颗粒组分，是特定气候条件作用的直接产物，其中保存着大量的气候信息。海洋中的黏土矿物伊利石主要来自于陆地[10]，不同的气候和环境条件下形成的伊利石具有不同的物理和化学特征。伊利石的开形指数[11-12]、Hw 指数[13]和Kübler 指数[14-15]等表征伊利石结晶度的参数在不同的环境条件下有所差异。不同成因类型的伊利石亦具有不同的形貌特征，在扫描电镜下，陆源伊利石呈薄片状，厚度较均匀；而自生伊利石的矿物晶体边缘往往长有“细针”[16]。本哈姆隆起上晚第四纪以来沉积物中＜2 μm 的细粒组分平均含量超过27%[5]，其中的黏土矿物是主要矿物组成。通过黏土矿物组合以及黏土矿物参数分析，发现本哈姆隆起的黏土矿物自第四纪以来主要来源于亚洲大陆和火山岛弧物质，其中伊利石、绿泥石和高岭石主要来源于亚洲大陆，蒙皂石为吕宋岛火山物质风化形成[3-4,8]。

由于不同黏土矿物特有的物源属性，因而不同来源黏土矿物的比值通常被用作源区古气候变化的示踪指标。西菲律宾海本哈姆隆起上的MD06-3050 孔伊利石/蒙皂石比值被用作东亚冬季风的替代指标[8]，而蒙皂石/（伊利石+绿泥石）比值被用作东亚夏季风的替代指标[4]。在帕里西维拉海盆中南部的PV090510 孔和C-P19 孔沉积物中，（伊利石+绿泥石+高岭石）/蒙脱石比值可以作为东亚季风和中亚干旱强度的替代指标[17-18]。在菲律宾海北部，ODP 782A 孔（伊利石+绿泥石）/蒙皂石比值记录了上新世以来北半球冰盖进一步扩张和亚洲内陆的干旱，而（伊利石+绿泥石）/高岭石可以作为亚洲大陆干湿变化的示踪指标[19]。然而在帕里西维拉海盆，黏土矿物的上述比值却无法指示中更新世气候转型和亚洲内陆的干旱[20]，说明用黏土矿物的比值指示亚洲内陆气候仍存在一定的问题。首先在这些比值中使用的黏土矿物是一个相对含量，其比值代表的是陆源和火山物质的相对变化，只有当火山物质输入不变时，该比值是可靠的。然而以往的研究表明，晚更新世以来本哈姆隆起火山物质的输入是变化的[5]，因此该比值重建的古气候变化可靠性有待进一步的验证。沉积物的堆积速率是一个绝对量，可以进行全球对比。帕里西维拉海盆伊利石等亚洲大陆来源黏土矿物的堆积速率敏感地响应了亚洲内陆干旱气候的变化[20]，因而通过黏土矿物的堆积速率变化可以更好地探究黏土矿物输入变化的控制因素，以及重建黏土矿物源区的古气候演变，然而目前针对西菲律宾海盆的黏土矿物还缺乏这方面的研究。

综上所述，本文拟通过西菲律宾海本哈姆隆起上一个沉积记录连续的柱状样，对其中黏土矿物的含量、特征参数和形貌特征指标进行系统分析，通过其中黏土矿物的组成、来源、堆积速率及其含量在轨道尺度的变化研究，并与该区域的其他古气候示踪指标进行对比，以探讨西菲律宾海主要黏土矿物的变化规律及其驱动机制，为第四纪以来亚洲大陆古气候演化及火山岛弧气候变化的重建提供更多依据。

1 材料和方法

1.1 研究样品

本文研究样品Ph05-5 孔位于西菲律宾海西部本哈姆隆起（图1），水深3 382 m，柱状样长度440 cm，由中国科学院海洋研究所在2004 年执行“黑潮源区古环境演化研究”海上调查时用重力取样器采集。每隔2 cm 取样分析, 共计采集109 个沉积物样品，每个样品的时间分辨率大约为2 ka。该岩芯主要由黄褐色、褐黄色和灰绿色黏土质粉砂组成，含有孔虫和钙质超微化石；柱状样中普遍含有火山物质（以火山玻璃为主），含4 个火山灰层，其中108～112 cm 和156～160 cm 为肉红色，以无色透明火山玻璃为主；288～294 cm 和358～368 cm 为黑色，以褐色火山玻璃为主。

Ph05-5 孔年代地层模式是基于4 个AMS14C 测年数据控制点、高分辨率的氧同位素地层记录[21,22]和全球底栖有孔虫氧同位素数据库SPECMAP[23]来共同建立（图2）。其中，小于4 万年的地层年龄用AMS14C 年代进行标定，大于4 万年的地层用SPECMAP δ18O 来标定[23]，在深度-年代转换和沉积速率计算中，扣除了4 个火山灰层的影响。4 个层位的AMS14C 测年分别用有孔虫单种G. sacculifer（14～16 cm 和46～48 cm）、 G. conglobatus（98～100 cm）和G.ruber（122～124 cm），样品在美国Woods Hole海洋研究所的AMS 测试中心测定。氧同位素δ18O选用底栖有孔虫C. wullerstorfi，在中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室的Isoprime 稳定同位素质谱仪上分析, 测试结果经过NSB19 标准校正, 并转换为PDB, 平均精度为±0.06‰。用外插法获得Ph05-5 孔底部年龄约为220 ka。沉积物的线性沉积速率自220 ka 以来总体为增加的趋势，但是在MIS7—5，沉积速率普遍小于2 cm/ka；自MIS4以来，沉积速率明显增加，除了MIS3 部分层位沉积速率略低外，其他层位的沉积速率普遍高于2 cm/ka，最高可达5.1 cm/ka（图2）。

图2 Ph05-5 孔图像、δ18O 曲线[21-22]和深度-年龄模式[5]及其与SPCMAP 氧同位素曲线[23]对比图其中4 个AMS14C 测年数据，LAD 为粉红色G. ruber 的末现面，MIS1—7 为海洋氧同位1—7 期，橙色的条带T1,T2,T3,T4 为4 个火山灰层。Fig.2 Images, oxygen isotopic stratigraphy[21-22], and depth-age model for core Ph05-5[5] in comparison with the δ18O curve of SPECMAP[23]Showing four AMS14C age points, the LAD (last appearance datum) of pink G. ruber , and the MIS1—7 boundaries. The orange bars T1, T2, T3, and T4 indicate the four tephra layers.

1.2 黏土矿物分析

用于黏土矿物分析的样品，首先取原样用10%双氧水去除有机质，为防止酸处理对黏土矿物结构的破坏，采用10%醋酸去除碳酸钙, 然后用去离子水反复清洗, 直到具有抗絮凝作用发生；根据斯托克斯沉降原理提取小于2 μm 的黏土颗粒, 制成定向薄片，样片经乙二醇饱和处理（60℃，12 h）后进行X-射线扫描分析。另外选取部分有代表性的样品制成自然片和加热片（490℃，加热2 h）。仪器分析使用Bruker 公司D8 ADVANCE 固定靶X-射线衍射仪, Cu Kα 辐射, Ni 滤波器, 管压40 kV, 管流40 mA,步长0.02°，步频0.5 s/step，扫描范围3°～30°（2θ）。为剥离高岭石（002）和绿泥石（004）的衍射峰，对24°～26°（2θ）的衍射峰进行反复慢速扫描。样品制备和分析在中国科学院海洋地质与环境重点实验室完成。

对于乙二醇饱和曲线，经过背景扣除和平滑处理后，用Topas 2P 软件进行曲线拟合，获得特征衍射峰的峰面积和半高宽，依据Biscaye（1965）的方法进行黏土矿物的半定量计算[24]。高岭石和绿泥石的相对含量通过拟合0.357 nm/0.354 nm 衍射峰面积比值求得。根据乙二醇曲线计算出伊利石和蒙皂石的矿物学特征。伊利石的结晶度为1 nm 峰的半峰宽，低值代表结晶度高，指示源区水解作用弱，为干冷的气候条件[14]。伊利石化学指数为0.5 nm/1 nm 峰面积比，比值小于0.5 代表富Fe-Mg 伊利石，为物理风化的结果，比值大于0.5 为富Al 伊利石，代表强烈的水解作用[15]。

1.3 黏土矿物的含量和堆积速率

依据沉积物的粒度分析结果[5]，可以获得＜2 μm 粒级组分在沉积物全样中的含量（M1）。尽管在＜2 μm 粒级组分中含少量的石英和长石等碎屑矿物，但是其含量较低（图3），因此，假定＜2 μm粒级组分主要是由黏土矿物组成。4 种主要黏土矿物伊利石、绿泥石、高岭石和蒙皂石的含量分别用各自的相对含量（M2）乘以＜2 μm 粒级组分在沉积物全样中的含量（M1）来获得。黏土矿物的堆积速率计算方法如下：以伊利石为例，伊利石的含量（M1×M2伊利石）乘以沉积物的干容重（DBD）和线性沉积速率（LSR），就可以获得伊利石的堆积速率MAR伊利石=M1×M2伊利石×DBD×LSR。其他黏土矿物的堆积速率依此类推。

图3 Ph05-5 孔黏土矿物的典型X-射线衍射图谱样品为Ph05-5 孔8～10 cm 沉积物。Fig.3 Typical X-Ray diffraction spectrum of clay minerals in Core Ph05-5The sample is sediment at 8～10 cm in Core Ph05-5.

2 结果

黏土矿物的鉴定主要根据自然片、乙二醇饱和片和加热片的X-射线衍射图进行综合对比（图3）。加热曲线和自然曲线比较，1.4 nm 衍射峰明显减弱。在1～1.4 nm 之间表现为一个平台，表明伊利石/蒙皂石随机混层矿物的存在；同时0.7 nm 衍射峰也明显减弱，表明高岭石的存在。乙二醇曲线和自然曲线比较，1.7 nm 的衍射峰出现，1.4 nm 衍射峰明显减弱，指示蒙皂石的存在。1～1.4 nm 之间没有出现明显的平台或小峰，表明伊利石/蒙皂石随机混层矿物衍射峰移至1.4～1.7 nm 之间。上述分析结果表明，Ph05-5 孔220 ka 以来＜2 μm 的黏土粒级矿物主要由4 种主要黏土矿物伊利石、蒙皂石、绿泥石和高岭石组成。此外，在自然片的X-射线衍射图上（图3）可以看出，黏土粒级的矿物中还含有少量石英、长石。

4 种主要黏土矿物的含量以及主要参数的变化如图4 所示。伊利石的含量最高，变化范围3%～23%，平均为13%；其次为蒙皂石，含量为1%～18%，平均为8%；绿泥石含量相对较少，变化范围4%～14%，平均为6%；高岭石在4 种黏土矿物中含量最低，为0～7%，平均仅为2%。自220 ka 以来，伊利石的含量总体上呈减少的趋势，MIS6 和MIS7 伊利石的含量明显高于MIS1—5；在每一个冰期-间冰期旋回中，伊利石呈现冷期含量高，暖期含量低的特点。绿泥石的含量变化与伊利石的类似，但在MIS1 和MIS5 期出现两个高峰值。蒙皂石含量变化最明显的特征是MIS7—6 含量明显低于MIS5—1，没有表现出明显的冰期-间冰期旋回。高岭石含量在MIS1 和MIS5—6 的含量较高。伊利石结晶度变化范围为0.1～0.34° Δ2θ, 平均为0.22° Δ2θ；其中除了4～6 cm 沉积物的伊利石结晶指数为0.1 之外，其他层位均在0.18～0.34 之间，比较稳定。伊利石化学指数变化范围为0.07～0.3, 平均为0.17，均小于0.50，表明主要为富Fe-Mg 伊利石，伊利石的化学指数在冰期（MIS2—4、6）相对较高，间冰期(MIS1、5、7)相对较低（图4）。

图4 Ph05-5 孔黏土矿物含量及其特征参数变化δ18O 为Ph05-5 孔氧同位素数据[21-22]。Fig.4 Contents and characteristic parameters of clay minerals in Core Ph05-5δ18O is the oxygen isotope data of core Ph05-5[21-22].

4 种主要黏土矿物堆积速率的变化如图5 所示。伊利石的堆积速率最高，变化范围0.077～1.7 g·cm-2·ka-1，平均为3.2 g·cm-2·ka-1；其次为蒙皂石，堆积速率为0.018～1.6 g·cm-2·ka-1，平均为0.2g·cm-2·ka-1；绿泥石的堆积速率为0.13～1.4 g·cm-2·ka-1，平均为0.12 g·cm-2·ka-1；高岭石在4 种黏土矿物中堆积速率最低，范围为0.002～0.5 g·cm-2·ka-1，平均仅为0.05 g·cm-2·ka-1。4 种黏土矿物的堆积速率均表现为冰期高、间冰期低的特征。

图5 Ph05-5 孔黏土矿物堆积速率变化δ18O 为Ph05-5 孔氧同位素数据[21-22]。Fig.5 MARs of clay minerals in Core Ph05-5δ18O is the oxygen isotope data of core Ph05-5[21-22].

3 讨论

3.1 黏土矿物的来源

Ph05-5 孔伊利石化学指数均小于0.50, 主要为富Fe-Mg 伊利石，表明是强烈物理风化作用的产物[15]。伊利石结晶度指数很低，平均仅为0.22° Δ2θ，表明伊利石的结晶度较高，主要形成于物理风化较强、水解作用弱的干冷气候环境[14]，其变化范围与中国内陆黄土(0.22°～0.33°Δ2θ)和古土壤(0.22°～0.42°Δ2θ )类似[25]。伊利石在扫描电镜下呈薄片状或集合体，未见有“细针”状的伊利石，具有陆源成因的特征；上述特征与该区域MD06-3 050 孔黏土矿物一致[8]，说明伊利石主要源自亚洲大陆干旱气候条件下的沉积。此外，本哈姆隆起的北部、东部和南部均为菲律宾深海盆地，且远离大陆，而西部的菲律宾海沟与吕宋岛和棉兰老岛分隔，因此可以排除河流搬运方式来源的陆源碎屑物；因此，伊利石主要是源自亚洲大陆的风尘沉积。伊利石的结晶度大多为0.18°～ 0.34°Δ2θ（图4），在冰期与间冰期没有很明显的差别，表明菲律宾海伊利石在冰期与间冰期的来源稳定，即使在夏季风盛行的间冰期都主要来源于亚洲大陆。

绿泥石一般是陆上寒冷干燥、机械风化作用强的环境产物，尽管火山物质在强烈的化学风化作用下也可由三水铝石转变为绿泥石[26]，但是在菲律宾海沉积物中的绿泥石都富含铁，不太可能由三水铝石转变而来[11]。在扫描电镜下，本区的绿泥石多呈边缘不规则的片状、角钝圆，边也不平直，这是来源于母岩碎屑物质的他生绿泥石的特征[27]。此外，绿泥石和伊利石的堆积速率呈明显的正相关（图6A），因此西菲律宾海的绿泥石和伊利石的来源相同，主要来自于气候相对干冷的亚洲大陆，而非低纬度暖湿气候条件的菲律宾岛及太平洋岛屿。

图6 Ph05-5 孔黏土矿物堆积速率之间的相关性分析Fig.6 Correlation analysis between MARs of clay minerals in Core Ph05-5

太平洋沉积物中的蒙皂石主要有两种来源，其一是暖湿气候条件下陆上的硅质岩化学风化的次生矿物——Al-蒙皂石，其二是海底火山物质风化作用形成的蚀变物质形成的Fe-蒙皂石[28]。在火山活动强烈、火山物质丰富的海区，如太平洋中部[29]、马里亚纳海槽[30]，蒙皂石的含量高，且主要由基性火山物质经过海底风化形成。在菲律宾海的南部，黏土矿物中蒙皂石的含量在50%左右，向北蒙皂石的含量减少，但是远高于一般的陆源海蒙皂石的含量。蒙皂石通常与火山玻璃、钙十字沸石和斜发沸石共生，在菲律宾海南部的WP2 和WP40 孔中火山玻璃尤其多[31]，相应地蒙皂石的含量也很高。能谱分析结果表明，菲律宾海盆的蒙皂石主要是由陆源的Al-蒙皂石和海底火山灰风化形成的Fe-蒙皂石组成[11]。一般认为，以陆源为主的黏土矿物中，蒙皂石的相对含量大都低于20%[11]。在Ph05-5 孔中，蒙皂石的平均相对含量超过30%[8]，而且沉积物中普遍含有火山玻璃，证明火山成因的蒙皂石占了一定的比例。西菲律宾海的西部是吕宋岛和棉兰老岛，东边则是马里亚纳火山岛链，强烈的火山活动造成大量的火山物质在菲律宾海沉积；而岛上的火山物质在暖湿的气候条件下风化后，形成继承性碎屑黏土矿物，会在风或北赤道流和黑潮暖流的作用下搬运到西菲律宾海，因此菲律宾岛及其他太平洋岛屿等湿热环境下风化形成的蒙皂石也是其主要来源之一。Ph05-5 孔沉积物中蒙皂石的含量自MIS5开始明显增加（图4），这与赤道太平洋岛屿火山活动相对比较活跃的时间[32]是一致的，这也从一个侧面证实了蒙皂石主要来源于火山岛弧物质。

由于高岭石在西太平洋沉积物中的含量较低，很难通过高岭石的特征给出直接的物源证据，一般是依据高岭石形成环境、含量以及与其他黏土矿物的相关性等进行其源区判别。通常情况下，海洋中的高岭石一般是陆源次生黏土矿物，是强烈的化学风化作用的产物，多在热带和亚热带土壤中富集，指示暖湿气候条件下强烈的水解作用。Chamley认为西菲律宾海沉积物中高岭石主要是西南亚洲大陆上的火成岩在温暖潮湿条件下形成的风化产物[33]。然而，依据高岭石和伊利石含量之间的正相关性和协同变化，一些研究认为高岭石来源于亚洲大陆[8,20]。由于菲律宾海的沉积物中高岭石的含量通常较低，黏土矿物之间的相关分析通常使用的是相对含量，因此相关分析结果值得商榷，而且两种黏土矿物即使正相关，也未必意味着二者有相同的来源。为了增加相关分析结果的可靠性，在Ph05-5 孔黏土矿物的相关分析中，我们使用了黏土矿物的堆积速率进行相关分析，发现高岭石、伊利石和蒙皂石的堆积速率之间都具有正相关性（图6B,C），这表明高岭石来源的复杂性，其中可能既有来源于亚洲内陆暖湿气候条件下形成的高岭石，可能也有菲律宾岛弧火山物质风化形成的产物[33]。鉴于高岭石的低含量及其物源的不确定性，后文将不对高岭石的控制因素进行讨论。

3.2 黏土矿物变化的控制因素

由于冰期旋回中的海平面升降会通过再沉积作用对黏土矿物的沉积产生影响，因此其可能是西菲律宾海沉积物中伊利石等在冰期-间冰期时间尺度的周期性变化的原因之一。伊利石和绿泥石等陆源黏土矿物的变化在冰期-间冰期尺度上和海平面变化之间大致上一致，即低海平面对应高的伊利石等高堆积速率，然而在细节上，二者不存在明显的对应，如在最低海平面形成的时间和最高的黏土矿物堆积速率之间并不一致，反之，在最高海平面，黏土矿物的堆积速率也不是最低的。由于Ph05-5孔位于深海盆地中一个地形较为平坦的隆起上，平均水深3 000 m 左右，周围都是水深5 000 m 以上的深海盆地和海沟；220 ka 以来，冰期-间冰期海平面升降幅度不超过150 m[34]，因此即使在最低海平面时，研究区也处于深水环境；而来源于亚洲大陆的伊利石和绿泥石等矿物，主要是通过风的作用从亚洲内陆搬运至菲律宾深海，因此，海平面变化不足以引起黏土矿物的周期性变化。

北太平洋岩芯V21-146[35,36]、冰芯[37]和黄土记录[38,39]的研究结果表明，冰期亚洲风尘的含量明显比间冰期高；大量的亚洲风尘在东亚季风和西风作用下，被搬运到西北太平洋。对比研究发现，220 ka 以来菲律宾海伊利石和绿泥石的堆积速率与中国西峰黄土剖面风尘堆积速率[40]的变化一致，而与65°N 太阳辐射变化相反[41]（图7）；表现为冰期太阳日射量相对较小，而风尘通量和伊利石的含量相对较高，间冰期完全相反；这种变化规律在MIS4—7 表现得尤为明显。冰期-间冰期太阳日射与亚洲粉尘之间的关系，伊利石和绿泥石在冰期-间冰期旋回的规律性变化，使得我们可以做如下推论：地球轨道偏心率在100 ka 周期的变化，导致地球接受的太阳辐射发生周期性的变化。冰期由于轨道偏心率较小，太阳日射量减少，北极冰盖增加，以及风尘输入的内反馈机制等[5]，使得亚洲内陆干旱程度增加，导致了亚洲风尘的含量增加，最终驱动了输入西菲律宾海风尘黏土矿物伊利石和绿泥石增加；间冰期由于太阳日射加强，北极冰盖减小，亚洲内陆干旱程度减弱，导致伊利石和绿泥石的输出减少。因此，Ph05-5 孔沉积物中伊利石和绿泥石在冰期-间冰期旋回的周期性变化，实际上记录的是亚洲内陆干旱程度的变化，同时也表明伊利石和绿泥石的变化主要受控于地球轨道参数的变化。

图7 Ph05-5 孔伊利石和风尘堆积速率及其可能控制因素Ph05-5 孔风尘堆积速率、西峰风尘堆积速率、全球海平面和太阳辐射（65°N）数据分别引自文献[5]、[40]、[34]和[41]。Fig.7 MARs of illite and eolian dust in core Ph05-5 sediment and the potential controlling factorsThe MARs of eolian dust from the Xifeng profile, the global sea level data, and the insolation data are from references [5], [40], [34] and [41], respectively.

Ph05-5 孔蒙皂石的堆积速率和伊利石类似，表现出冰期高、间冰期低的特征（图8）。这种冰期-间冰期尺度的变化，与该区域总的火山岛弧来源物质堆积速率以及分散态火山物质的堆积速率[5]一致。吕宋岛附近海区和菲律宾海沉积物中的火山岛弧物质的堆积速率均受到全球海平面变化的影响[5,42]，通常在冰期低海平面时，火山碎屑物质的堆积速率相对较高。由于Ph05-5 孔蒙皂石主要来源于火山岛弧物质，且其堆积速率在高/低海平面时呈现低/高的变化（图8），因此，海平面变化可能是蒙皂石的冰期-间冰期变化的因素之一。冰期低海平面时，吕宋岛物质和海水混合过程的加强，导致火山物质向菲律宾海输入的增加[43]。

图8 Ph05-5 孔蒙皂石和火山物质堆积速率及可能控制因素Ph05-5 孔火山物质堆积速率和全球海平面数据分别引自文献[5]和[34]。Fig.8 MARs of smectite and bulk volcanic materials in core Ph05-5 sediment and the potential controlling factorsThe MARs of volcanic materials in core Ph05-5 sediment and the global sea level data are adopted from references [5] and [34], respectively.

降雨是驱动热带太平洋岛弧物质向菲律宾海输送的另一个主要因素[5]。菲律宾季节性的降雨受到厄尔尼诺和南方涛动过程的调节，在赤道太平洋和周围的岛屿区域，厄尔尼诺过程以降雨量减少为特征[44-45]。Hughen 等认为，厄尔尼诺过程中，西太平洋暖池向东迁移至中太平洋, 减弱了降雨并引起干旱[46]。相反，拉尼娜期间则以加强的降雨为特征[47-48]。热带太平洋纬向温度梯度的变化指示过去几十万年以来气候偏冷的冰期热带太平洋呈现出类拉尼娜状态[49]。陆地径流示踪数据表明，菲律宾岛弧南部（棉兰老岛）的降雨在冰期（如MIS2 和MIS4）增加[50]。然而在气候较暖的间冰期，地表温度升高，东西太平洋温度梯度减小，热带太平洋表现出类厄尔尼诺状态[49]。Ph05-5 孔蒙皂石堆积速率在冰期-间冰期时间尺度与热带太平洋的类拉尼娜和类厄尔尼诺事件协同变化，表明在冰期菲律宾岛降雨增强，导致更多火山物质从吕宋岛扩散到菲律宾海。这一机制是蒙皂石在冰期增加，间冰期减少的因素之一（图8）。

4 结论

（1）Ph05-5 孔的黏土矿物中的伊利石和绿泥石主要来源于亚洲大陆，两种矿物的堆积速率表现为明显的冰期高-间冰期低的旋回变化，这种轨道尺度的变化与该孔总的风尘堆积速率、亚洲风尘通量和北太平洋风尘堆积速率一致。对比分析表明，冰期/间冰期太阳辐射降低/增强、亚洲内陆干旱程度加强/减弱，是导致伊利石等源于亚洲内陆的黏土矿物向菲律宾海输入增加/减少的主控因素。

（2）Ph05-5 孔的黏土矿物中的蒙皂石主要来源于火山岛弧物质，蒙皂石的堆积速率同样表现出明显的冰期高-间冰期低的变化，这种轨道尺度的变化与该孔的火山物质堆积速率一致。蒙皂石在轨道尺度的变化，主要受到海平面变化和热带类ENSO过程影响的降雨控制。冰期低海平面，菲律宾岛和海水的混合作用加强，使得蒙皂石的输入增加。此外，冰期热带太平洋类拉尼娜作用加强，降雨量增加，导致向菲律宾海输入的火山物质增加，间冰期则相反。